專利名稱：二級網(wǎng)絡(luò)之間的資源共享的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及無線電共存概念和利用RF頻譜以在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間提供無線資源共享以使二級網(wǎng)絡(luò)(secondary network)能夠共存。
背景技術(shù)：
電磁頻譜的無線電頻段的使用在大多數(shù)國家都由政府通過將特定頻段分配給特定類型的用途來管制，諸如用于商業(yè)無線電和電視廣播、蜂窩電話、海事無線電、警察、消防、公共安全無線電、GPS、無線電天文學、衛(wèi)星通信的地面站和許多其它用途的許可頻段。政府也分配免許可頻段，例如，用于農(nóng)村地區(qū)的無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WRAN)寬帶接入、無線局域網(wǎng)(WLAN)和無線私域網(wǎng)(WPAN)，諸如工業(yè)、科學和醫(yī)學(ISM)頻段。在美國，聯(lián)邦通訊委員會(FCC)管制無線電頻譜的使用，包括無線和電視廣播。頻率根據(jù)頻段規(guī)劃來分配，在頻段規(guī)劃中，保護頻段(guard band)在已分配的無線電頻段之間分配以避免相鄰信號之間的干擾。在頻譜中也有未分配的頻段，其或者從未被使用或者由于技術(shù)的變化而已變成空閑頻段。未分配的頻段和保護頻段被稱為白色空間(whitespace)。TV白色空間可被廣義地定義為未被許可服務(wù)使用的廣播電視頻譜。有至少兩種類型的TV白色空間:[I]專用TV白色空間是來自先前的模擬廣播用途的FCC已再分配給免許可使用的一部分頻譜；[2]地理區(qū)域中的許可TV廣播公司在本地未使用的頻譜。[I]專用TV白色空間:在美國，F(xiàn)CC已經(jīng)將大約400MHz的白色空間專用于免許可使用，其在聯(lián)邦批準從模擬TV廣播轉(zhuǎn)換到數(shù)字TV廣播后變成未使用的。然而，F(xiàn)CC已經(jīng)禁止白色空間的免許可使用干擾現(xiàn)有的許可使用，包括數(shù)字TV臺、低功率TV臺、有線TV頭端(headend)和其中使用低功率無·線麥克風的站點。對于由于模擬TV的終止而留下的白色空間的免許可使用，已經(jīng)提出了各種建議，例如，農(nóng)村寬帶部署、輔助公共安全通信、教育和企業(yè)視頻會議、個人消費者應用、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、安全應用、城市寬帶接入、增強的本地覆蓋和通信、固定回程(backhauI)和用于智能電網(wǎng)抄表的傳感器集合。[2]許可TV廣播公司在本地未使用的頻譜:FCC已經(jīng)采用規(guī)則以允許免許可的無線發(fā)射器在頻譜沒有被許可廣播公司使用的位置處工作在廣播電視頻譜中。FCC要求使用地理定位以建立免許可發(fā)射器的位置和通過許可廣播公司的地理覆蓋區(qū)域組織的由許可廣播公司對TV頻段使用的數(shù)據(jù)庫，以使得免許可發(fā)射器能夠知道本地TV白色空間在哪里可能是可用的。FCC要求在免許可發(fā)射器中使用頻譜傳感器，以檢測現(xiàn)任主要TV廣播公司的信號在本地TV白色空間頻段中的存在，以使得免許可發(fā)射器能夠立即停止使用該頻段。在這種本地TV白色空間頻段中的主要用戶將是被許可在該頻段上運行的現(xiàn)任TV廣播公司，但在沒有許可的現(xiàn)任TV廣播公司運行的那些地理區(qū)域中，其它免許可的二級用戶可以利用該頻段。其它RF頻譜白色空間可以是在某些地理區(qū)域中本地未使用的，諸如在遠離海洋的被陸地包圍的區(qū)域中來自海事無線電的頻率分配。在這種海事無線電頻段中的主要用戶將是被許可在該頻段上運行的海事無線電臺，但是在其中沒有許可的海事電臺在運行的那些地理區(qū)域內(nèi)，其它免許可二級用戶可以利用該頻段。同樣，本地未使用的RF頻譜白色空間可以出現(xiàn)在某些地理位置中，諸如在遠離地面站的區(qū)域，用于這些地面站發(fā)射到通信衛(wèi)星的從2.025GHz到2.1lOGHz的頻率分配。這種衛(wèi)星地面站無線電頻段中的主要用戶將是被許可在該頻段上運行的衛(wèi)星地面站，但在其中沒有衛(wèi)星地面站運行的地理區(qū)域中，其它免許可二級用戶可利用該頻段。

發(fā)明內(nèi)容
公開了方法、裝置和計算機程序產(chǎn)品的實施例，用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間公平的無線資源共享，以使得二級網(wǎng)絡(luò)能夠共存。本發(fā)明的示例性實施例包括一種方法，其包括以下步驟:接收與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的共存值；接收無線網(wǎng)絡(luò)的無線電頻譜環(huán)境信息；

接收與無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和其它無線電頻譜環(huán)境信息；接收對無線網(wǎng)絡(luò)的資源請求；至少基于所接收的共存值和所接收的無線電頻譜環(huán)境信息，產(chǎn)生資源分配；以及將所產(chǎn)生的資源分配的至少一部分傳送給無線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的示例性實施例包括一種裝置，其包括:至少一個處理器；至少一個存儲器，其包含計算機程序代碼；至少一個存儲器和計算機程序代碼被配置為通過至少一個處理器使得共存管理器至少:接收與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的共存值；接收無線網(wǎng)絡(luò)的無線電頻譜環(huán)境信息；接收與無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和其它無線電頻譜環(huán)境信息；接收的無線網(wǎng)絡(luò)的資源請求；至少基于所接收的共存值和所接收的無線電頻譜環(huán)境信息，產(chǎn)生資源分配；以及將所產(chǎn)生的資源分配的至少一部分傳送給無線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的示例性實施例包括計算機程序產(chǎn)品，其包括在計算機可讀存儲媒體上記錄的計算機可執(zhí)行程序代碼，該計算機可執(zhí)行程序代碼包括:用于接收與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的共存值的代碼；用于接收無線網(wǎng)絡(luò)的無線電頻譜環(huán)境信息的代碼；用于接收與無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和其它無線電頻譜環(huán)境信息的代碼；用于接收對無線網(wǎng)絡(luò)的資源請求的代碼；用于至少基于所接收的共存值和所接收的無線電頻譜環(huán)境信息，產(chǎn)生資源分配的代碼；以及用于將所產(chǎn)生的資源分配的至少一部分傳送給無線網(wǎng)絡(luò)的代碼。本發(fā)明的實施例能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間公平的無線資源共享，以使得二級網(wǎng)絡(luò)能夠共存。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性系統(tǒng)架構(gòu)圖，其表示無線城域網(wǎng)的與無線局域網(wǎng)重疊的覆蓋區(qū)域和信道從無線局域網(wǎng)到TV白色空間頻段的再分配。圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性系統(tǒng)架構(gòu)，其表示在網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器、主數(shù)據(jù)庫和共存網(wǎng)絡(luò)單元“共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(⑶IS)”之間的示例性關(guān)系。在本發(fā)明的示例性實施例中，分布式共存管理器的網(wǎng)絡(luò)可通過因特網(wǎng)彼此通信。圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性功能框圖，其表示包括用于網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器和控制節(jié)點或共存使能器的示例性TV白色空間無線設(shè)備。該設(shè)備可被配置為在額外的RF頻譜白色空間頻段中運行，其中在相鄰無線網(wǎng)絡(luò)中沒有主要用戶無線電在運行。圖1C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性功能框圖，其表示IEEE802.1lffLAN AP和TVffS設(shè)備STA1，其包括網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器和控制節(jié)點或共存使能器，并通過因特網(wǎng)與主數(shù)據(jù)庫和共存網(wǎng)絡(luò)單元“共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(⑶IS)”通信。圖1D是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的示例性網(wǎng)絡(luò)圖，其表示IEEE802.1lffLAN AP和TVWS設(shè)備STA5，其包括控制節(jié)點或共存使能器，并通過回程線路和/或因特網(wǎng)鏈路與網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器通信。圖1E是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性頻段圖，其表示在FCC專用TV白色空間頻段470-806MHZ中的子頻段12中的示例性TDMA共存幀22、在FCC專用TV白色空間頻段54-88MHZ中的子頻段14中的示例性TDMA共存幀24和在地面站-衛(wèi)星本地未使用的白色空間頻段2.025GHz至2.1lOGHz中的子頻段16中的示例性TDMA共存幀26。圖1F是根據(jù)本發(fā)·明的實施例的示例性頻段圖，其表示在174-204MHZ頻段(在美國弗吉尼亞州Richmond區(qū)域代表廣播TV頻道7、8、9、10和11)中許可TV廣播公司本地未使用的TV白色空間頻段中的子頻段18中的示例性TDMA共存幀28、在FCC專用TV白色空間頻段470-806MHZ中的子頻段12中的示例性TDMA共存幀22和在地面站-衛(wèi)星本地未使用的白色空間頻段2.025GHz至2.1lOGHz中的子頻段16中的示例性TDMA共存幀26。圖1G是美國弗吉尼亞州Richmond地理區(qū)域的示例性地圖和用于廣播TV頻道7、
8、9、10和11的覆蓋區(qū)域的重疊，其表示在174-204MHZ頻段中有未被許可TV廣播公司使用的本地可用的TV白色空間頻段。圖1H是網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器和控制節(jié)點或共存使能器的基本功能的例子。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性網(wǎng)絡(luò)拓撲方案，其中網(wǎng)絡(luò)B需要更多的資源。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在圖2中示出的若干網(wǎng)絡(luò)的共存管理的例子。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于網(wǎng)絡(luò)A到G的控制節(jié)點或共存使能器、服務(wù)共存使能器的網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器、主數(shù)據(jù)庫和共存網(wǎng)絡(luò)單元“共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(⑶IS)”的示例性布置。圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性網(wǎng)絡(luò)圖，其表示網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器102與管理相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個共存管理器進行通信的例子，其通告共存頻段中已分配但未被使用的白色空間時隙。
圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性網(wǎng)絡(luò)圖，其表示網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器102與管理屬于與該共存管理器相同的網(wǎng)絡(luò)分配組的相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個共存管理器進行通信以分析用于相同的網(wǎng)絡(luò)分配組中的相鄰網(wǎng)絡(luò)的白色空間時隙的分配的例子。圖5C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性網(wǎng)絡(luò)圖，其表示網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器102與其所有管理相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的共存管理器進行通信以分析用于所有相鄰網(wǎng)絡(luò)的白色空間時隙的分配的例子。圖6A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的表示TV白色空間頻段中的共存子頻段10的示例性頻段圖，其表示被通告為已分配但未被802.11網(wǎng)絡(luò)A使用的現(xiàn)有12個TVWS時隙的例子(參見圖5A)。圖6B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的表示TV白色空間頻段中的共存子頻段10的示例性頻段圖，其表示W(wǎng)LAN AP STAl占用用于802.11網(wǎng)絡(luò)B的已被通告為已分配但未被802.11網(wǎng)絡(luò)A使用的8個TVWS時隙的例子(參見圖5A)。圖6C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的表示TV白色空間頻段中的共存子頻段10的示例性頻段圖，其表示802.1 1網(wǎng)絡(luò)B中的WLAN AP STAl的例子，其以TVWS子頻段10中的802.11主時隙中的12個TVWS時隙開始(參見圖5B)。圖6D是根據(jù)本發(fā)明的實施例的表示TV白色空間頻段中的共存子頻段10的示例性頻段圖，其表示802.11網(wǎng)絡(luò)A中的STA3放棄兩個TVWS時隙并將其贈予802.11網(wǎng)絡(luò)B中的STAl的例子(參見圖5B)。圖6E是根據(jù)本發(fā)明的實施例的表示TV白色空間頻段中的共存子頻段10的示例性頻段圖，其表示802.11網(wǎng)絡(luò)B中的WLAN AP STAl以12個TVWS時隙開始的例子。還有4個TVWS時隙被通告為已分配但未被WMAN802.16網(wǎng)絡(luò)D使用(參見圖5C)。圖6F是根據(jù)本發(fā)明的實施例的表示TV白色空間頻段中的共存子頻段10的示例性頻段圖，其表示802.16網(wǎng)絡(luò)D中的基站STA8放棄4個TVWS時隙并將其贈予802.11網(wǎng)絡(luò)B中的STAl的例子(參見圖5C)。圖6G是根據(jù)本發(fā)明的實施例的表示TV白色空間頻段中的共存子頻段10的示例性頻段圖，其表示在TVWS子頻段10中沒有TVWS時隙可用于802.11網(wǎng)絡(luò)A和B或者用于802.16網(wǎng)絡(luò)D的例子。圖6H是根據(jù)本發(fā)明的實施例的表示TV白色空間頻段中的兩個共存子頻段10和12的示例性頻段圖，其表示來自802.11網(wǎng)絡(luò)B的4個TVWS時隙被再分配給新的TVWS子頻段12中的新的802.11主時隙的例子。圖7A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的裝置的示例性實施例的示例性功能框圖，該裝置用于根據(jù)將資源請求與所存儲的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值與所存儲的相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的其它共存值的比較結(jié)果、所存儲的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息與所存儲的相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的其它網(wǎng)絡(luò)能力信息的比較結(jié)果、基于無線網(wǎng)絡(luò)和相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜圖而估計的可用資源進行比較，產(chǎn)生對無線網(wǎng)絡(luò)的資源請求的資源分配響應。圖7B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖7A的裝置的示例性實施例的示例性功能框圖，其表示用于計算無線網(wǎng)絡(luò)共存值的裝置的更多細節(jié)。圖7C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖7A的裝置的示例性實施例的示例性功能框圖，其表示用于使用所存儲的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值以產(chǎn)生對資源請求的資源分配響應的裝置的更多細節(jié)。圖7D是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖7A的裝置的示例性實施例的示例性功能框圖，其修改圖7C的裝置以在緩沖器的輸出端添加傳輸門，該傳輸門僅在資源請求信號RR從控制節(jié)點或共存使能器接收后有條件地使能以傳遞S、S1、S2、S3的值、C、Cl、C2、C3的值和CV.CVUCV2.CV3 的值。圖7E和7F示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器如何知曉請求無線網(wǎng)絡(luò)的RF頻譜環(huán)境并建立請求網(wǎng)絡(luò)的頻譜圖。圖8包含圖8A和SB，是根據(jù)本發(fā)明的實施例的處理資源請求的操作步驟的示例性流程圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例在資源請求過程中的操作步驟的示例性流程圖。圖10表示共存節(jié)點或共存使能器中的共存值(CV)計算的例子。圖11表示相鄰網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器協(xié)商資源共享的例子。圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施例的共存節(jié)點或共存使能器中的操作步驟的示例性流程圖，用于提供共存值、獨立發(fā)送資源請求和接收對資源請求的響應，以用于在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間在公平基礎(chǔ)上的無線資源共享以能夠在TV白色空間頻段中共存。圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施例的網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器中的操作步驟的示例性流程圖，用于接收共存值、從服務(wù)相鄰網(wǎng)絡(luò)的其它共存管理器接收共存值、獨立地接收資源請求和發(fā)送對資源請求的響應，以用于在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間在公平基礎(chǔ)上的無線資源共享以能夠在TV白色 空間頻段中共存。圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施例的網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器中的操作步驟的示例性流程圖，用于在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間在公平基礎(chǔ)上提供無線資源共享以能夠在TV白色空間頻段中共存。圖15是根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制節(jié)點或共存使能器中的操作步驟的示例性流程圖，用于在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間在公平基礎(chǔ)上提供無線資源共享以能夠在TV白色空間頻段中共存。
具體實施例方式在美國，F(xiàn)CC已經(jīng)開放300MHz至400MHz的白色空間以用于免許可使用，其在聯(lián)邦批準從模擬TV廣播轉(zhuǎn)換到數(shù)字TV廣播后變成未使用的。然而，F(xiàn)CC已禁止白色空間的免許可使用干擾現(xiàn)有的許可使用，包括數(shù)字TV臺、低功率TV臺、有線TV頭端和其中使用低功率無線麥克風的站點。對于由于模擬TV的終止而留下的白色空間的免許可使用，已經(jīng)提出了各種建議，例如，農(nóng)村寬帶部署、輔助公共安全通信、教育和企業(yè)視頻會議、個人消費者應用、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、安全應用、城市寬帶接入、增強的本地覆蓋和通信、固定回程和用于智能電網(wǎng)抄表的傳感器集合當前共存標準正在開發(fā)以使得使用適用于TV白色空間頻段的任何無線電技術(shù)的兩個或更多個獨立運行的無線網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備能夠在相同的位置接入相同的TV白色空間頻段而沒有相互的干擾。IEEE802.19工作組當前正在定義用于異構(gòu)二級網(wǎng)絡(luò)的共存規(guī)則。本發(fā)明的實施例能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)二級網(wǎng)絡(luò)之間的共存以及二級網(wǎng)絡(luò)與要求被保護的主要網(wǎng)絡(luò)(primarynetwork)之間的共存。主要網(wǎng)絡(luò)和用戶是所選擇的頻段的現(xiàn)任用戶，其具有對該頻段的優(yōu)先權(quán)接入的形式。主要網(wǎng)絡(luò)包括在FCC許可頻段上運行的網(wǎng)絡(luò)，諸如用于商業(yè)無線電和電視廣播的網(wǎng)絡(luò)。二級網(wǎng)絡(luò)和用戶僅在有未被主要用戶使用的資源時才被允許使用所選擇的頻段。二級網(wǎng)絡(luò)包括任何免許可地運行在TV白色空間(TVWS)中并且使用符合TV頻段設(shè)備(TVBD)的FCC要求的傳輸設(shè)備的寬帶網(wǎng)絡(luò)。固定TVBD設(shè)備必須包含地理定位并且查詢數(shù)據(jù)庫以確定所允許的信道。便攜式TVBD設(shè)備必須能夠訪問地理定位數(shù)據(jù)并包括識別TV和無線麥克風信號的頻譜感應能力。FCC已經(jīng)采用了允許免許可無線發(fā)射器在頻譜未被許可廣播公司使用的位置處在廣播電視頻譜上運行的規(guī)則。FCC要求使用地理定位以建立免許可發(fā)射器的位置和通過許可廣播公司的地理覆蓋區(qū)域組織的由許可廣播公司使用的TV頻段的數(shù)據(jù)庫，以使得免許可發(fā)射器能夠知道本地TV白色空間在哪里可能是可用的。FCC要求在免許可發(fā)射器中使用頻譜傳感器，以檢測現(xiàn)任主要TV廣播公司的信號在本地TV白色空間頻段中的存在，以使得免許可發(fā)射器能夠立即停止使用該頻段。在這種本地TV白色空間頻段中的主要用戶將是被許可在該頻段上運行的現(xiàn)任TV廣播公司，但在沒有許可的現(xiàn)任TV廣播公司運行的那些地理區(qū)域中，其它免許可的二級用戶可以利用該頻段。其它RF頻譜白色空間可以是在某些地理區(qū)域中本地未使用的，諸如在遠離海洋的被陸地包圍的區(qū)域中來自海事無線電的頻率分配。在這種海事無線電頻段中的主要用戶將是被許可在該頻段上運行的海事無線電臺，但是在其中沒有許可的海事電臺在運行的那些地理區(qū)域內(nèi)，其它免許可二級用戶可以利用該頻段。同樣，本地未使用的RF頻譜白色空間可以出現(xiàn)在某些地理位置中，諸如在遠離地面站的區(qū)域，用于這些地面站發(fā)射到通信衛(wèi)星的從2.025GHz到2.1lOGHz的頻率分配。這種衛(wèi)星地面站無線電頻段中的主要用戶將是被許可在該頻段上運行的衛(wèi)星地面站，但在其中沒有衛(wèi)星地面站運行的地理區(qū)域中，其它免許可二級用戶可利用該頻段。使用TV白色空間頻段的二級網(wǎng)絡(luò)之間的活動共存(active coexistence)可要求新技術(shù)在不同的異構(gòu)二級網(wǎng)絡(luò)之間公平地共享可用帶寬，并給予頻段的主要用戶所要求的偏好。這種新技術(shù)可要求二級網(wǎng)絡(luò)之間某種形式的通信，以能夠公平地使用本地頻譜。本發(fā)明的示例性實施例提供用于要求額外資源的二級網(wǎng)絡(luò)的裝置，以評估什么可能是同一區(qū)域內(nèi)二級網(wǎng)絡(luò)之間的公平頻譜資源分配。根據(jù)評估的結(jié)果，請求二級網(wǎng)絡(luò)可以或者使用額外資源開始通信或者在沒有公平方式以得到更多資源時終止資源請求過程，而無需與它的鄰居進行進一步的通信。本發(fā)明的示例性實施例提供用于二級網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部評估過程的起始點，以限定對每個二級網(wǎng)絡(luò)的公平的資源共享，其考慮平均二級網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點對應當潛在地得到相同量的資源。本發(fā)明的實施例應用共存規(guī)則以使得異構(gòu)二級網(wǎng)絡(luò)能夠以公平的方式共享可用資源，并且不會對主要網(wǎng)絡(luò)造成有害的干擾。本發(fā)明的實施例能夠?qū)崿F(xiàn)在不同的可用信道情形中具有不同標準的不同網(wǎng)絡(luò)的在TV白色空間(TVWS)中的動態(tài)分配。本發(fā)明的實施例確定分配分析是否需要被應用于所有真正的鄰居。公開了用于在公平的基礎(chǔ)上的獨立的無線資源共享的本發(fā)明的示例性實施例，以能夠在無線網(wǎng)絡(luò)之間選擇最適合的共存。

本發(fā)明的示例性實施例包括分層的資源請求過程，其能夠?qū)崿F(xiàn)共存頻段中無線資源的再分配。當網(wǎng)絡(luò)請求新的資源時，對在共存頻段中的空閑資源進行搜索。如果沒有成功，則對共存頻段中已由相同網(wǎng)絡(luò)分配組中的相鄰網(wǎng)絡(luò)通告了的任何已分配但未被使用的資源進行檢查。如果沒有足夠的被通告的資源，則分析相鄰網(wǎng)絡(luò)中的資源分配，并將其與請求網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)資源的需要進行比較。對于分析存在兩個漸進的階段。在示例性的輕度分析階段，資源分配的分析限于在與請求網(wǎng)絡(luò)相同的網(wǎng)絡(luò)分配組中的相鄰網(wǎng)絡(luò)。在更廣泛的分析階段，分析所有的相鄰網(wǎng)絡(luò)。采用這種方式，可以實現(xiàn)更完整的資源再分配。本發(fā)明的示例性實施例包括檢查是否有空閑信道或者是否有足夠的被通告的資源的步驟。這兩個步驟的順序可以顛倒，并且可選地，兩個步驟中的任何一個步驟可略過。本發(fā)明的示例性實施例包括資源再分配，其使得異構(gòu)和免許可頻譜用戶能夠同意并協(xié)商頻譜使用以使彼此更好地共存。根據(jù)無線環(huán)境狀態(tài)，包括在前一次資源分配之后在無線網(wǎng)絡(luò)的本地區(qū)域是否已發(fā)生任何較大變化，需要更多資源的網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)起僅針對相同網(wǎng)絡(luò)分配組中的網(wǎng)絡(luò)的輕度資源請求過程或者針對干擾范圍內(nèi)所有網(wǎng)絡(luò)的更廣泛的資源請求過程。這種選擇性的可能性在資源需求變化時對環(huán)境帶來更大穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例，在公平的基礎(chǔ)上實現(xiàn)獨立的無線資源共享，以能夠在無線網(wǎng)絡(luò)之間選擇最適合的共存。當網(wǎng)絡(luò)從它自己的角度看到明顯需要再分配時，無線資源分配可以被改變。例如，根據(jù)頻譜映射，每個網(wǎng)絡(luò)都有它自己和它的真正的鄰居的分配和環(huán)境狀態(tài)的視圖。該信息可以是執(zhí)行無線電資源分配分析中的若干因素中的一個。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性系統(tǒng)架構(gòu)圖，其表示與IEEE802.11無線局域網(wǎng)(WLAN)小區(qū)重疊的IEEE802.16h無線城域網(wǎng)(WMAN)小區(qū)的覆蓋范圍。在WMAN網(wǎng)絡(luò)D中，IEEE802.16h WMANSTA6與IEEE802.16h WMAN基站8交換無線寬帶消息。WLAN接入點STAl通過WLAN網(wǎng)絡(luò)B與諸如個人計算機的IEEE802.11客戶端設(shè)備STA2交換無線寬帶消息。IEEE802.11WLAN接入點STA1和IEEE802.11 客戶端設(shè)備 STA2 都干擾 IEEE802.16h WMANSTA6。例如，WLAN設(shè)備通?！け辉O(shè)計為比WMAN設(shè)備具有更好的抗飽和性，因為WMAN設(shè)備必須比WLAN設(shè)備對在更大范圍上接收的衰減信號更敏感，并因此對干擾也更敏感。WLAN接入點STAl和IEEE802.11客戶端設(shè)備STA2都是TV白色空間(TVWS)設(shè)備，這意味著它們被裝備成通過專用TV白色空間頻段30通信。類似地，IEEE802.16h WMAN STA6和IEEE802.16hWMAN基站8是TV白色空間(TVWS)設(shè)備，這意味著它們被裝備成通過專用TV白色空間頻段30通信。因此，通過將來自WLAN網(wǎng)絡(luò)B的IEEE802.11幀再分配給TV白色空間頻段鏈路3，IEEE802.1lWLAN 接入點 STAl 和 IEEE802.11 客戶端設(shè)備 STA2 對 IEEE802.16h WMAN STA6的干擾可以得到改善。專用TV白色空間頻段30可由使用不同通信協(xié)議的許多終端共享。例如，如果WMAN網(wǎng)絡(luò)D達到它的最大容量，則通過將來自WMAN網(wǎng)絡(luò)D的IEEE802.16h幀再分配給TV白色空間頻段鏈路4，業(yè)務(wù)擁塞可以得到緩解。第三設(shè)備STA3出現(xiàn)在STAl的802.1lWLAN小區(qū)中，作為具有802.1lAP STA5的相鄰網(wǎng)絡(luò)A的一部分。STA3也是TV白色空間(TVWS)設(shè)備，并且已在通過專用TV白色空間頻段30通信的TVWS鏈路9上再分配了幀。第四設(shè)備STA4出現(xiàn)在STAl的802.1lffLAN小區(qū)中，作為具有802.1lAP STA7的相鄰網(wǎng)絡(luò)F的一部分。STA4也是TV白色空間(TVWS)設(shè)備，并且已在通過專用TV白色空間頻段30通信的TVWS鏈路15上再分配了幀。
其它網(wǎng)絡(luò)拓撲可利用本發(fā)明的示例性實施例，例如更多的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，其中每一個都具有其可以首先用于相鄰網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)的因特網(wǎng)連接。圖1還示出了三個在本地未被其各自的RF頻譜白色空間的許可主要用戶使用的示例性白色空間頻段，其可由作為免許可二級用戶運行的WLAN接入點STAl或客戶端設(shè)備STA2使用。TV白色空間頻段31在本地未被許可TV廣播公司使用。海事無線電頻段33在本地未被許可海事頻段電臺使用。地面站-衛(wèi)星無線電頻段35在本地未被許可地面站電臺使用。在本地未被許可TV廣播公司使用的TV白色空間頻段31的例子是174204MHZ頻段，其表示本地沒有廣播VHF TV信道7、8、9、10和11。如果在VHF TV信道7、8、9、10和11上在TV白色空間頻段31中本地不存在許可廣播公司，否則其干擾WLAN接入點STAl或客戶端設(shè)備STA2，則WLAN接入點STAl或客戶端設(shè)備STA2可作為免許可二級用戶運行，并利用TV白色空間頻段31。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，如果STAl或者STA2在頻段31中檢測到從相鄰TV廣播公司發(fā)送的信號，則它們必須放棄使用TV白色空間頻段31，并進行資源請求。海事電臺在多個許可頻率分配中工作，并且是海事無線電頻段33的主要用戶。如果沒有會干擾WLAN接入點STAl或客戶端設(shè)備STA2的許可海事電臺在運行，則WLAN接入點STAl或客戶端設(shè)備STA2將 作為免許可二級用戶運行，并利用海事無線電頻段33。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，如果STAl或者STA2將檢測到從相鄰海事電臺發(fā)送的信號，則它們必須放棄使用海事頻段33，并進行資源請求。衛(wèi)星地面站在從2.025GHz到2.1lOGHz的許可頻率分配中向衛(wèi)星發(fā)射，并且是地球-衛(wèi)星頻段35的主要用戶。如果沒有會干擾WLAN接入點STAl或客戶端設(shè)備STA2的許可地面站電臺在運行，則WLAN接入點STAl或客戶端設(shè)備STA2將作為免許可二級用戶運行并利用地球-衛(wèi)星無線電頻段35。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，如果STAl或者STA2將檢測到從相鄰衛(wèi)星地面站電臺發(fā)送的信號，則它們必須放棄使用地球-衛(wèi)星頻段35并進行資源請求。圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性系統(tǒng)架構(gòu)，其表示網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器、主數(shù)據(jù)庫與共存網(wǎng)絡(luò)單元“共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(CDIS)”之間的示例性關(guān)系。在本發(fā)明的示例性實施例中，分布式共存管理器102、103的網(wǎng)絡(luò)可通過因特網(wǎng)相互通信。根據(jù)該示例性實施例，在用于網(wǎng)絡(luò)B的IEEE802.1lWLAN接入點STAl中的控制節(jié)點或共存使能器100被分配TVWS共存管理器102。在用于網(wǎng)絡(luò)D的IEEE802.16h WMAN基站STA8中的共存使能器100’被分配TVWS共存管理器103。在本發(fā)明de示例性實施例中，分布式共存管理器102和103可通過因特網(wǎng)與TVWS主數(shù)據(jù)庫104和TVWS共存網(wǎng)絡(luò)單元“共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(⑶IS)” 107進行通信。如果在前一次資源分配之后在網(wǎng)絡(luò)鄰域內(nèi)有較大變化，導致沒有足夠的空閑或被通告的資源可用于滿足網(wǎng)絡(luò)B的要求，則共存使能器100和共存管理器102可發(fā)起資源再分配過程。資源再分配過程可以是僅針對相同網(wǎng)絡(luò)分配組中的網(wǎng)絡(luò)的輕度資源請求過程或者是針對干擾范圍內(nèi)所有網(wǎng)絡(luò)的更廣泛的資源請求過程。當資源需求變化時，這種漸進的分析給網(wǎng)絡(luò)環(huán)境帶來更大的穩(wěn)定性。請求資源再分配的示例性步驟是: 共存使能器100識別由于以下原因的超額的資源需求:■內(nèi)部請求
■共存通信觸發(fā) 共存使能器100向它的共存管理器102發(fā)送資源請求。 共存管理器102分析環(huán)境狀況，其使用:■頻譜圖(單獨的過程以保持更新) 共存管理器102確定資源分配過程■更廣泛的:改變用于二級用戶的可用信道的數(shù)量或者二級網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量■輕度的:其它情況 如果共存使能器100是有資格的或者是其它合適的空閑資源可用的，則共存管理器102發(fā)起資源分配。網(wǎng)絡(luò)分配組的例子包括自共存情形，其中兩個系統(tǒng)(基站或接入點和相關(guān)聯(lián)的移動站或STA)使用相同的技術(shù)并可共享頻率信道。例如，如果IEEE802.1lWLAN和另一個IEEE802.1lWLAN使用相同的物理層(PHY)技術(shù)和信道寬度，則這兩個系統(tǒng)可在共享TV白色空間頻段方面共存。在另一個例子中，IEEE802.16h WLAN可在共享TV白色空間頻段方面與另一個 IEEE802.16h WLAN 共存。網(wǎng)絡(luò)分配組的其它例子包括不同的IEEE802網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其可以是基于IEEE802.16h草案標準的時分復用的，并與GPS時鐘或IEEE1588或IETF網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議時鐘同步。相鄰網(wǎng)絡(luò)可以例如通過共存管理器經(jīng)由因特網(wǎng)連接向服務(wù)器發(fā)送請求來識別為本地網(wǎng)絡(luò)。該請求可以詢問其它網(wǎng)絡(luò)是否位于運行環(huán)境中靠近本地網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)器可僅由因特網(wǎng)向共存管理器返回信息，以通知共存管理器位于附近的網(wǎng)絡(luò)。由服務(wù)器提供給共存管理器的信息可包括與潛在的共存使能器或共存管理器對應的因特網(wǎng)地址，其中這些共存使能器或共存管理器正管理與本地網(wǎng)絡(luò)相同的運行環(huán)境中的無線網(wǎng)絡(luò)。共存管理器使用這些地址以經(jīng)由因特網(wǎng)聯(lián)系潛在網(wǎng)絡(luò)的至少某些共存管理器，以便請求通信配置和測試信息。其它網(wǎng)絡(luò)可以響應這些請求，并且共存管理器可使用所接收的通信配置和測試信息以選擇一組候選網(wǎng)絡(luò)。候選網(wǎng)絡(luò)可以例如根據(jù)從本地網(wǎng)絡(luò)到潛在網(wǎng)絡(luò)的距離、傳輸屬性(例如，潛在網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射功率)等選擇。候選選擇所需要的信息可由潛在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由因特網(wǎng)連接提供給本地網(wǎng)絡(luò)或共存管理器。然后，本地網(wǎng)絡(luò)可發(fā)起測試該組候選網(wǎng)絡(luò)。測試可包括發(fā)送一個或多個應當可被候選網(wǎng)絡(luò)接收的無線信號。共存管理器可利用測試結(jié)果以從該組候選網(wǎng)絡(luò)中選擇真正的相鄰網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明的示例性實施例中，圖1A示出TV白色空間(TV WS)WLAN接入點STAl中的控制節(jié)點或共存使能器100和網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器102與TVWS基站STA8中的分布式共存管理器103之間的關(guān)系。共存使能器100必須從代表它的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備獲得共存所需的信息。這包括測量的配置和控制。另外，共存使能器100必須向網(wǎng)絡(luò)B或WLAN接入點STAl提供與從共存管理器102和103接收的共存決定分別對應的再配置命令和控制信息。例如，共存管理器102負責發(fā)現(xiàn)管理相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的共存管理器(CM) 103，共存相關(guān)信息可以與它們交換。共存管理器102或103具有決定在管理相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的共存管理器(CM)之間的資源共享所需 的信息。圖1A的示例性系統(tǒng)架構(gòu)示出了在用于網(wǎng)絡(luò)B的TV白色空間WLAN接入點STAl中的共存使能器100和共存管理器102。如示例性顯示的，TV白色空間(TVWS) WLAN接入點STAl包括共存使能器100和共存管理器102，并且用作用于網(wǎng)絡(luò)B中的TVWS無線設(shè)備STA2的接入點，網(wǎng)絡(luò)B例如可以是ffiEE802.1lffLAN0 IEEE802.16h WMAN基站STA8也是TV白色空間(TVWS)無線設(shè)備，并包括共存使能器100’和共存管理器103，并與WMAN STA6進行通信。IEEE802.16h WMAN基站8在WMAN網(wǎng)絡(luò)D中，WMAN網(wǎng)絡(luò)D例如可以是IEEE802.16hWMAN0共存管理器102處理來自STAl中的共存使能器100的資源請求。共存管理器103處理來自基站STA8中的共存使能器100’的資源請求。網(wǎng)絡(luò)B中的TV白色空間(TVWS)WLAN接入點STAl包括通過網(wǎng)絡(luò)B進行通信的網(wǎng)絡(luò)B MAC和PHY。網(wǎng)絡(luò)D中IEEE802.16h WMAN基站STA8包括通過網(wǎng)絡(luò)D進行通信的網(wǎng)絡(luò)D MAC和PHY。網(wǎng)絡(luò)B中的TV白色空間(TVWS )無線設(shè)備STAl和網(wǎng)絡(luò)D中的STA6每一個都包括TV白色空間MAC和PHY，以在分別由共存管理器102和103再分配的TV白色空間頻段中的信道上進行通信，而沒有相互干擾。STAl和基站STA8中的共存使能器100和100’向各自的共存管理器102和103發(fā)送資源請求。圖1A的示例性系統(tǒng)架構(gòu)示出了共存管理器102從TV白色空間(TVWS) WLAN接入點STAl中的共存使能器100接收資源請求。共存管理器102已從設(shè)備STAl中的共存使能器100接收到頻譜感應結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可包括具體的用戶要求(用戶負載、QoS、優(yōu)先級等)、聚合頻譜效率、規(guī)矩(先來先服務(wù)等)和用戶或網(wǎng)絡(luò)策略。共存管理器102訪問主數(shù)據(jù)庫104以獲得TV白色空間頻段中可用的二級信道。共存管理器102訪問共存網(wǎng)絡(luò)單元“共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(⑶IS)”107，以獲得潛在的相鄰網(wǎng)絡(luò)的地址。共存管理器102結(jié)合頻譜圖、操作參數(shù)和時基同步處理該數(shù)據(jù)，以確定用于設(shè)備STAl中共存使能器100的資源再分配。接著，共存管理器102向設(shè)備STAl中的共存使能器100發(fā)送資源再分配，包括操作參數(shù)、平靜周期(Quiet Period)參數(shù)、頻譜感應策略和時基同步。然后，設(shè)備STAl中的共存使能器100控制媒體接入控制(MAC)，以在由共存管理器102再分配的TV白色空間頻段中的信道上進行通信，而沒有來自其它共享相同白色空間信道的網(wǎng)絡(luò)的干擾。類似的操作可由基站STA8中的共存管理器103結(jié)合共存使能器100’執(zhí)行。分布式共存管理器102和103的網(wǎng)絡(luò)可通過因特網(wǎng)彼此通信。圖1B是根據(jù)本 發(fā)明的實施例的示例性功能框圖，其表示示例性TV白色空間WLAN接入點STA1，包括用于網(wǎng)絡(luò)B的控制節(jié)點或共存使能器100和網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器102。示例性設(shè)備STAl包括用于網(wǎng)絡(luò)B的協(xié)議棧，包括無線電128和網(wǎng)絡(luò)BIEEE802.11MAC142，其例如基于IEEE802.1lWLAN標準。MAC142包括集成的TV白色空間特征。協(xié)議棧還可包括網(wǎng)絡(luò)層140、傳輸層138和應用程序136。示例性設(shè)備STAl包括處理器134、RAM存儲器、ROM存儲器以及用于鍵盤、顯示器和其它輸入/輸出設(shè)備的接口，其中處理器134包括雙核中央處理單元CPU_1和CPU_2。諸如GPS的位置傳感器132被包括以建立設(shè)備STAl的地理位置，STAl的位置被報告給網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器102。共存使能器100將資源請求發(fā)送給共存管理器102。MAC142包括集成的TV白色空間特征以在由共存管理器102再分配的TV白色空間頻段中的信道上使用無線電128進行通信，而沒有相互干擾。頻譜傳感器130感應STAl的電磁環(huán)境,并將其報告給共存管理器102。根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制節(jié)點，諸如CE100，從TV波段設(shè)備(TVBD)網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備獲取共存所需的信息。這包括由TVBD網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備執(zhí)行的測量的配置和控制。CE將所收集的信息轉(zhuǎn)發(fā)到其相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)控制器，諸如CM102。信息可被格式化為標準格式。另外，CE向TVBD網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備提供再配置命令和控制信息，其對應于從相關(guān)聯(lián)的CM接收的共存決策。CE可位于TVBD設(shè)備中，例如在接入點、基站或網(wǎng)狀點中。在網(wǎng)絡(luò)中有一個CE。它可使用無線標準專用裝置從其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點收集信息。網(wǎng)絡(luò)控制器，諸如CM102，負責對頻譜資源共享、控制相鄰網(wǎng)絡(luò)的其它CM的發(fā)現(xiàn)和與這些CM的共存相關(guān)信息的交換做出決策。CM可服務(wù)一個或多個網(wǎng)絡(luò)。它從相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)收集信息，并經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)的控制節(jié)點(諸如CE100)進行配置。CM還可從TVWS數(shù)據(jù)庫獲取信息。根據(jù)所收集的信息，CM構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的頻譜圖，并計算在當前頻譜環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)對其有資格的資源的量。信息在頻譜分配中使用。CM根據(jù)它和它的相鄰CM已經(jīng)做出的決策來命令它的CE100。在CM之間是否有層級結(jié)構(gòu)是可選的。CM可位于TVBD設(shè)備中或網(wǎng)絡(luò)中。共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(⑶IS)107協(xié)助CM102發(fā)現(xiàn)其控制的網(wǎng)絡(luò)的可能的共存沖突，并發(fā)現(xiàn)可解決沖突的CM。CDIS通過保持現(xiàn)有CM和它們所控制的網(wǎng)絡(luò)的位置的記錄來支持CM的發(fā)現(xiàn)。它向控制新的或移動的網(wǎng)絡(luò)的CM提供潛在相鄰的CM的列表。需要這種CDIS服務(wù)器發(fā)現(xiàn)相鄰網(wǎng)絡(luò)，因為所有網(wǎng)絡(luò)沒有被期望支持相同的無線連接并因此不能通過無線電接口直接發(fā)現(xiàn)彼此。CDID可具有其它功能，如存儲每個CM的更多的信息、頻譜使用的統(tǒng)計，或者提供用于頻譜感應的公共平靜周期。由于可選的與TVWS數(shù)據(jù)庫的接口，因此，⑶IS還可使用主要用戶的信息。⑶ID107可位于TVBD設(shè)備中或位于網(wǎng)絡(luò)中。圖1B中的接口電路可與一個或多個無線電收發(fā)機、電池和其它電源、鍵盤、觸摸屏、顯示器、麥克風、揚聲器、耳機、照相機或其它成像設(shè)備等連接。RAM和ROM可以是諸如智能卡、SIM、WIM的可移動的存儲設(shè)備、諸如RAM、ROM、PROM的半導體存儲器、閃存存儲器設(shè)備等。處理器協(xié)議棧層和/或應用程序可以體現(xiàn)為采用編程指令序列的形式存儲在RAM和/或ROM中的程序邏輯，這些指令序列當在CPU中執(zhí)行時實現(xiàn)示例性實施例的功能。程序邏輯可從計算機程序產(chǎn)品或制品傳遞到控制節(jié)點或共存使能器和共存管理器的可寫RAM、PROM、閃存存儲器設(shè)備等，其中計算機程序產(chǎn)品或制品采用諸如駐留存儲器設(shè)備、智能卡或其它可移動的存儲器設(shè)備的計算機可用介質(zhì)的形式或者采用通過任意傳輸這種程序的傳輸介質(zhì)傳輸?shù)某绦蜻壿嫷男问??？商鎿Q地，它們可體現(xiàn)為采用編程邏輯陣列形式的集成電路邏輯或者用戶設(shè)計的專用·集成電路(ASIC)。設(shè)備中一個或多個無線電可以是單獨的收發(fā)機電路，或者可替換地，一個或多個無線電可以是單個RF模塊，其能夠響應于處理器而以高速的時間和頻率復用的方式處理一個或多個信道。圖1C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性功能模塊圖，其表示IEEE802.1lffLANAP&TVWS設(shè)備STA1，其包括網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器102和控制節(jié)點或共存使能器100兩者。共存管理器102經(jīng)由因特網(wǎng)接口 156與主數(shù)據(jù)庫104和共存網(wǎng)絡(luò)單元“共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(⑶IS)”107進行通信。共存管理器102訪問主數(shù)據(jù)庫104以獲取TV白色空間頻段中的可用二級信道。共存管理器102訪問共存網(wǎng)絡(luò)單元“共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(⑶IS)”107以獲取潛在相鄰網(wǎng)絡(luò)的地址。共存管理器102向共存使能器100發(fā)送資源再分配消息。示例性共存管理器102包括處理器154、RAM存儲器、ROM存儲器和用于輸入/輸出設(shè)備的接口，其中處理器154包括雙核中央處理單元CPU_1和CPU_2。數(shù)據(jù)庫接口 156提供與主數(shù)據(jù)庫104和共存網(wǎng)絡(luò)單元“共存發(fā)現(xiàn)和信息服務(wù)器(⑶ID)”107的接口。⑶IS107可位于STAl設(shè)備中或位于網(wǎng)絡(luò)中。圖1C中的接口電路可與一個或多個無線電收發(fā)機、電池和其它電源、鍵盤、觸摸屏、顯示器、麥克風、揚聲器、耳機、照相機或其它成像設(shè)備連接。RAM和ROM可以是諸如智能卡、SIM、WIM的可移動的存儲設(shè)備、諸如RAM、ROM、PROM的半導體存儲器、閃存存儲器設(shè)備等。處理器協(xié)議棧層和/或應用程序可以體現(xiàn)為采用編程指令序列的形式存儲在RAM和/或ROM中的程序邏輯，這些指令序列當在CPU中執(zhí)行時實現(xiàn)示例性實施例的功能。程序邏輯可從計算機程序產(chǎn)品或制品傳遞到控制節(jié)點或共存使能器和共存管理器的可寫RAM、PROM、閃存存儲器設(shè)備等，其中計算機程序產(chǎn)品或制品采用諸如駐留存儲器設(shè)備、智能卡或其它可移動的存儲器設(shè)備的計算機可用介質(zhì)的形式或者采用通過任意傳輸這種程序的傳輸介質(zhì)傳輸?shù)某绦蜻壿嫷男问健？商鎿Q地，它們可體現(xiàn)為采用編程邏輯陣列形式的集成電路邏輯或者用戶設(shè)計的專用集成電路(ASIC)。設(shè)備中一個或多個無線電可以是單獨的收發(fā)機電路，或者可替換地，一個或多個無線電可以是單個RF模塊，其能夠響應于處理器而以高速的時間和頻率復用的方式處理一個或多個信道。在本發(fā)明的示例性實施例中，在第一步驟中，共存使能器(CE) 100根據(jù)其下的網(wǎng)絡(luò)(例如IEEE802.1lWLAN網(wǎng)絡(luò)B)的某些參數(shù)，計算共存值(CV)。CE100將CV值發(fā)送給它的CM102，該CM102將該CV值與所有相鄰網(wǎng)絡(luò)的其它CM共享。在本發(fā)明的示例性實施例中，在第二步驟中，CE將它的網(wǎng)絡(luò)能力發(fā)送給它的CM102，該CM102將網(wǎng)絡(luò)能力與所有相鄰網(wǎng)絡(luò)的上述其它CM共享。在本發(fā)明的示例性實施例中，在第三步驟中，由CM102根據(jù)從CE100、主數(shù)據(jù)庫104接收的信息和來自相鄰網(wǎng)絡(luò)的CM的信息來執(zhí)行頻譜圖創(chuàng)建過程。當CE100識別在它的網(wǎng)絡(luò)中需要的額外資源并向它的CM102發(fā)送包含它所需要的額外資源的量的資源請求(RR)時，使用這三個步驟的信息。每個CM102已接收到它自己的CE100下的網(wǎng)絡(luò)和相鄰網(wǎng)絡(luò)的CV、頻譜圖和網(wǎng)絡(luò)能力。CM102處理RR，并且如果需要分配分析，則使用請求網(wǎng)絡(luò)及其相鄰網(wǎng)絡(luò)的CV以評估需要更多資源的請求網(wǎng)絡(luò)是否對在RR中請求的資源的量有資格。如果網(wǎng)絡(luò)對所請求的額外資源有資格，則它的CM102將新的資源分配傳送到它的相鄰網(wǎng)絡(luò)的其它CM，或者CM102將通知CE100請求額外資源的請求網(wǎng)絡(luò)對所請求的資源沒有資格。在本發(fā)明的示例性實施例中，某些參數(shù)向頻譜資源提供合格性級別的好和/或?qū)嶋H的表示。對于每個網(wǎng)絡(luò)，共存值(CV)必須以類似的方法計算。用于共存值的某些候選參數(shù)包括:每個網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點 數(shù)量(使用特定計算方法)、當前分配使用水平和網(wǎng)絡(luò)能力。特定參數(shù)優(yōu)先級可用于“調(diào)整”在一個CM下的網(wǎng)絡(luò)之間的“合格性”。圖1D是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的示例性網(wǎng)絡(luò)圖，其表示IEEE802.1lffLAN AP和TVWS設(shè)備STA5，包括控制節(jié)點或共存使能器100’ ’，其通過回程有線線路和/或因特網(wǎng)鏈路5與網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器102’ ’進行通信。圖1E是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性頻段圖，其表示FCC專用TV白色空間頻段470-806MHZ的子頻段12中的示例性TDMA共存幀22、FCC專用TV白色空間頻段54_88MHz的子頻段14中的示例性TDMA共存幀24和地面站-衛(wèi)星本地未使用白色空間頻段2.025GHz至2.1lOGHz的子頻段16中的示例性TDMA共存幀26。作為對，免許可接入這些頻段作為請求額外資源的網(wǎng)絡(luò)的共存的二級使用，可包括關(guān)于地理位置、傳輸功率、范圍和請求網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬的限制。例如，802.1IWLAN標準規(guī)定基于OFDM的物理層具有20MHz帶寬的信道分離。在距離信道中心IlMHz處，能量比最大信號電平低大約20dB。距離中心頻率越遠，能量水平越下降，對鄰接信道造成最小干擾。對于802.1lffLAN無線LAN信道的共存，TV白色空間頻段54-88MHz和470806MHz是好的候選。對于802.1IWLAN無線LAN信道的共存，地面站-衛(wèi)星白色空間頻段2.025GHz至2.1lOGHz是好的候選。對于802.1IWLAN無線LAN信道的共存，例如在174-204MHZ頻段中許可TV廣播公司在本地未使用的TV白色空間頻段，其表示本地沒有廣播TV頻道7、8、9、10和11，如美國弗吉尼亞州Richmond地區(qū)的情況，是好的候選。圖1E示出RF頻譜中白色空間的位置的例子以及白色空間頻段中的示例性TDMA共存幀，其示出了在任何網(wǎng)絡(luò)已被分配了時隙之前空閑可用的時隙。白色空間包括FCC專用TV白色空間頻段54-88MHz、FCC專用TV白色空間頻段470_806MHz和本地未使用的地面站-衛(wèi)星白色空間頻段2.025GHz至2.1 IOGHz。有多個TVWS共存技術(shù)可用于使得兩個或更多個獨立運行的無線網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備能夠使用不同的適用于TV白色空間頻段的無線電技術(shù)，以在相同的位置接入相同的TV白色空間頻段而沒有相互干擾。共存技術(shù)的一些例子包括動態(tài)頻率選擇、發(fā)射功率控制、先聽后說行為、時分復用不同的IEEE802技術(shù)、基于消息的按需頻譜競爭和通過集中式網(wǎng)絡(luò)控制器或共存管理器的控制。在此所描述的用于每個子頻段12、14和16的示例性共存技術(shù)是TDMA共存幀中分配給不同的IEEE802技術(shù)的時隙的時分復用。所選擇的用于該例子的兩個IEEE802技術(shù)是IEEE802.16h WMAN標準和 IEEE802.11WLAN標準。IEEE802.16h WMAN使用固定的室外基站，諸如WMAN基站8，其服務(wù)室內(nèi)和室外的便攜式客戶機，諸如WMAN STA6。IEEE802.1lffLAN基站，諸如WLAN接入點STA1，可包括因特網(wǎng)接入和地理定位能力。TDMA共存幀可被分成IEEE802.11主時隙網(wǎng)絡(luò)分配組和ffiEE802.16h主時隙網(wǎng)絡(luò)分配組。ffiEE802.11主時隙網(wǎng)絡(luò)分配組攜帶12個空閑IEEE802.1lffLAN白色空間時隙。IEEE802.16h主時隙網(wǎng)絡(luò)分配組攜帶12個空閑IEEE802.16h WMAN白色空間時隙。圖1F是根據(jù)本 發(fā)明的實施例的示例性頻段圖，其表示174-204MHZ頻段中許可TV廣播公司在本地未使用的TV白色空間頻段(其表示美國弗吉尼亞州Richmond地區(qū)中的廣播TV頻道7、8、9、10和 11)的子頻段18中的示例性TDMA共存幀28、FCC專用TV白色空間頻段470-806MHZ的子頻段12中的示例性TDMA共存幀22和地面站-衛(wèi)星本地未使用白色空間頻段2.025GHz至2.1lOGHz的子頻段16中的示例性TDMA共存幀26。圖1G是美國弗吉尼亞州Richmond地理區(qū)域的示例性地圖和廣播TV頻道7、8、9、10和11的覆蓋區(qū)域的重疊，其示出在174-204MHZ頻段中存在許可TV廣播公司未使用的本地可用TV白色空間頻段，如圖1F所示。在下列表中示出了在環(huán)繞弗吉尼亞州Richmond市直徑大約160公開的圓形區(qū)域內(nèi)有TV頻道7、8、9、10和11的TV廣播公司的城市。圖1G的地圖示出了在174-204MHZ頻段中沒有許可TV廣播公司的覆蓋，因此，該頻段是本地可用的TV白色空間頻段。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括: 接收與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的共存值； 接收所述無線網(wǎng)絡(luò)的無線電頻譜環(huán)境信息； 接收與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和其它無線電頻譜環(huán)境信息； 接收對所述無線網(wǎng)絡(luò)的資源請求； 至少基于所接收的共存值和所接收的無線電頻譜環(huán)境信息，產(chǎn)生資源分配；以及 將所產(chǎn)生的資源分配的至少一部分傳送給所述無線網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 與服務(wù)相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器共享與所述無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的共存值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 基于所接收的所述無線網(wǎng)絡(luò)的無線電頻譜環(huán)境信息、所述無線網(wǎng)絡(luò)的過去的無線電頻譜環(huán)境信息和從數(shù)據(jù)庫訪問的無線電頻譜環(huán)境信息，建立頻譜圖；以及 與服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器共享所述頻譜圖。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 從服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器接收與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和其它無線電頻譜環(huán)境信息。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 將所產(chǎn)生的資源分配的至少一部分傳送給服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 接收所述無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息，并將所述網(wǎng)絡(luò)能力信息與服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器共享； 從服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器接收與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息； 將所述無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值進行比較，并將所述無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息和與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息進行比較；以及 基于所述無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值的比較結(jié)果、所述無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息和與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息的比較結(jié)果和所接收的無線電頻譜環(huán)境信息，產(chǎn)生資源分配。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無線網(wǎng)絡(luò)的共存值基于所述無線網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的數(shù)量、所述無線網(wǎng)絡(luò)的當前資源分配使用率、所述無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)助其它無線網(wǎng)絡(luò)的運行的共存協(xié)助、所述無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級中的至少一個。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 將所接收的所述無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和所接收的與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值標準化為可用通信資源。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 維持與服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制器有關(guān)的信息。
10.一種裝置，包括:至少一個處理器； 至少一個存儲器，其包含計算機程序代碼； 所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為通過所述至少一個處理器使得所述裝置至少: 接收與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的共存值； 接收所述無線網(wǎng)絡(luò)的無線電頻譜環(huán)境信息； 接收與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和其它無線電頻譜環(huán)境信息； 接收對所述無線網(wǎng)絡(luò)的資源請求； 至少基于所接收的共存值和所接收的無線電頻譜環(huán)境信息，產(chǎn)生資源分配；以及 將所產(chǎn)生的資源分配的至少一部分傳送給所述無線網(wǎng)絡(luò)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為通過所述至少一個處理器使得所述裝置至少: 與服務(wù)相鄰無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器共享與所述無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的共存值。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為通過所述至少一個處理器使得所述裝置至少: 基于所接收的所述無線網(wǎng)絡(luò)的無線電頻譜環(huán)境信息、所述無線網(wǎng)絡(luò)的過去的無線電頻譜環(huán)境信息和從數(shù)據(jù)庫訪問的無線電頻譜環(huán)境信息，建立頻譜圖；以及 與服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器共享所述頻譜圖。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為通過所述至少一個處理器使得所述裝置至少: 從服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器接收與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和其它無線電頻譜環(huán)境信息。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為通過所述至少一個處理器使得所述裝置至少: 將所產(chǎn)生的資源分配的至少一部分傳送給服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器。
15.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為通過所述至少一個處理器使得所述裝置至少: 接收所述無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息，并將所述網(wǎng)絡(luò)能力信息與服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器共享； 從服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)控制器接收與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息； 將所述無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值進行比較，并將所述無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息和與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息進行比較；以及 基于所述無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值的比較結(jié)果、所述無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息和與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力信息的比較結(jié)果、所接收的無線電頻譜環(huán)境信息，產(chǎn)生資源分配。
16.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述無線網(wǎng)絡(luò)的共存值基于所述無線網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的數(shù)量、所述無線網(wǎng)絡(luò)的當前資源分配使用率、所述無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)助其它無線網(wǎng)絡(luò)的運行的共存協(xié)助、所述無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級中的至少一個。
17.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為通過所述至少一個處理器使得所述裝置至少: 將所接收的所述無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和所接收的與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值標準化為可用通信資源。
18.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為通過所述至少一個處理器使得所述裝置至少: 維持與服務(wù)與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制器有關(guān)的信息。
19.一種計算機程序產(chǎn)品，包括在計算機可讀存儲媒體上記錄的計算機可執(zhí)行程序代碼，所述計算機可執(zhí)行程序代碼包括: 用于接收與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的共存值的代碼； 用于接收所述無線網(wǎng)絡(luò)的無線電頻譜環(huán)境信息的代碼； 用于接收與所述無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和其它無線電頻譜環(huán)境信息的代碼； 用于接收對所述 無線網(wǎng)絡(luò)的資源請求的代碼； 用于至少基于所接收的共存值和所接收的無線電頻譜環(huán)境信息，產(chǎn)生資源分配的代碼； 用于將所產(chǎn)生的資源分配的至少一部分傳送給所述無線網(wǎng)絡(luò)的代碼。
全文摘要
公開了方法、裝置和計算機程序產(chǎn)品的實施例以在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間公平地提供無線資源共享，以能夠在TV白色空間頻段中共存。本發(fā)明的示例性實施例包括一種方法，其包括以下步驟接收與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的共存值；接收無線網(wǎng)絡(luò)的無線電頻譜環(huán)境信息；接收與無線網(wǎng)絡(luò)相鄰的無線網(wǎng)絡(luò)的共存值和其它無線電頻譜環(huán)境信息；接收對無線網(wǎng)絡(luò)的資源請求；至少基于所接收的共存值和所接收的無線電頻譜環(huán)境信息，產(chǎn)生資源分配；以及將所產(chǎn)生的資源分配的至少一部分傳送給無線網(wǎng)絡(luò)。所得到的實施例在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間公平地提供無線資源共享，以使二級網(wǎng)絡(luò)能夠共存。
文檔編號H04W72/04GK103250454SQ201180052192
公開日2013年8月14日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者J·尤內(nèi)爾, J·薩羅卡內(nèi) 申請人:諾基亞公司